2000年华电传热学试题

一. 回答下列问题(每小题6分,共48分) 1, 请用文字表达傅里叶定律的意义。 2，试以导热系数为定值，原来处于室温的无限大平壁因其一表面温度突然升高为某一定值而发生非稳态导热过程为例，说明过程中平壁内部温度变化的情况，着重指出几个典型阶段。

3， 试说明对流换热是怎样的过程，热量是怎样传递的？

4， 何谓膜状凝结过程，不凝结气体是如何影响凝结换热过程的？ 5, 灰体有什么主要特征？ 灰体的吸收率与那些因素有关？ 6， 气体与一般固体比较其辐射特性有什么主要区别？ 7， 写出传热单元的计算式，简单说明它的意义。

8， 说明平均传热温压的意义，在纯逆流或顺流时计算方法上有什么差别? 二，外直径为300mm的蒸汽管道其外表面温度为540℃，今欲使用某种绝热材

料加以保温，要求在该保温层外再包上一层导热系数为0.25W/(m.℃)，厚为20mm的保护层之后其直径为600mm，外表面温度不超过60℃，而每米管长的热损失不超过250W，试确定该绝热材料的导热系数应为多少？（12分） 三，试求锅炉省煤器中烟气对管壁发生对流换热时每米管长的换热量。已知锅炉省煤器为叉排布置，其横向和纵向距离为120mm，管外直径为60mm，流体和管壁温度分别为600℃和200℃，设从每两管之间每米管长的横断面流过的烟气流量为0.2kg/s，该换热过程适用的准则方程为：Nu=0.482Re（0.556次方）

假设管排数大于10,无需考虑管排数修正,已知烟气的物性参数如下: 温度 密度 动力粘度×10-6 导热系数 ℃ kg/m3 kg/(m.s) W/(m.℃) 200 0.748 24.5 0.0401 400 0.525 31.7 0.0570 600 0.405 37.9 0.0742 （14分） 四，一外直径为300mm的圆管外壁温度为350℃，黑度为0.85，置于温度为40℃，黑度为0.8的大房间中，今在其外加设二表面黑度为0.1，直径为500mm的薄壁圆筒，在其它条件不变的情况下，试问辐射热损失有什么变化？分析时忽略薄壁圆筒的厚度及导热热阻，不考虑对流换热的影响。（12分）

五，一台逆流式冷油器的换热面积为20m2，传热系数为300W/(m2.℃)，又当冷却水流量为1kg/s，进口温度为30℃时能将流量为2kg/s，温度为120℃的油冷却到多少度？ 已知水和油的比热分别为4.2和2.1kJ/(kg.℃)。 （提示温度在60-70℃之间） （14分）

六、求图1和图2中的角系数X1,1 (15分)

2001年华电传热学试题

一、名词解释（如用表达式，请说明式中符号意义）（20）

1， 傅里叶定律 2， 集总参数法 3， 临界热通量 4， 兰贝特定律 5， 效能

二、回答问题 （30）

1、 一具有均匀内热源Q的大平壁，厚度为δ，平壁一侧绝热，另一侧

暴露于温度为tf的流体中，对流换热系数为α，平壁的导热系数为λ，试导出平壁中温度分布的解析表达式，并据此得出平壁中温度最高点的位置。

2、 管内流动定型段和温度定型段（等壁温对流换热）各有何特点？ 3、 说明基尔霍夫定律以下两种表达式的成立条件。 α1=ε1 ， α=ε

4、 用数值方法求解有内热源（Q）的二维稳态导热问题，网格划分如图

所示，列出节点（m，n）的离散方程式。

5、 已知平板x处热边界层内德温度分布为t(y)=a+by+cy2，a，b，c已知，

流体主流温度为tf，壁面温度为tw，试求局部对流换热系数。

三、一炉壁内表面温度为1300℃，第一层材料为耐火砖，导热系数λ

=1.7W/(m.℃)。允许使用的最高温度为1400℃，第二层材料为绝热砖，导热系数λ=0.35W/(m.℃),允许使用的最高温度为1000℃，绝热砖外表面温度为200℃，第二层是厚度一定的铁板。热稳定状态下通过炉壁的热流密度为3000W/m2，试问两种材料厚度各位多少才能使炉壁的总厚度最小？

四、在一个换热器中，平均温度为80℃的水流经一个内直径2.4cm，壁厚1mm

的钢管，钢管的导热系数λ=109W/(m.℃)。内直径5.0cm的管子套在钢管外面，流量为1kg/s，平均温度为30℃的水流过套管内环形通道。总的传热量为15KW，试计算当钢管内水流量为0,5kg/s时，换热器的长度为多少？ 本体适用的实验关联式为Nu=0.023Re0.5Pr，加热流体时n=0.4，冷却流体时n=0.3 。

水的物性参数为：

五、 一逆流套管式换热器，用流量为1.5kg/s的油将流量为1kg/s的水从35℃加

热到90℃，油的比热为2.1kj/(kg.℃)，进入换热器的温度为200℃，水的比热为4.258kj/(kg.℃)，该换热器的总传热系数为425W/(m2.℃)，试求换热器的面积。如果水流减少一半时，传热量为多少? 逆流换热器效能为

（15分） 六、二互相平行且正对的边长为1m，垂直距离为1m的正方形表面1和2，表

面1 的温度为500℃，黑度为0.8，表面2绝热，将这两表面置于一个温度为10℃的大房间内，试求绝热面的温度和表面1的热损失。（已知X12=0.2） （10分）